• Ingen resultater fundet

Plantescreening - En blomstrende teknologi til jord- og grundvandsforurening

N/A
N/A
Info
Hent
Protected

Academic year: 2022

Del "Plantescreening - En blomstrende teknologi til jord- og grundvandsforurening"

Copied!
62
0
0

Indlæser.... (se fuldtekst nu)

Hele teksten

(1)

General rights

Copyright and moral rights for the publications made accessible in the public portal are retained by the authors and/or other copyright owners and it is a condition of accessing publications that users recognise and abide by the legal requirements associated with these rights.

 Users may download and print one copy of any publication from the public portal for the purpose of private study or research.

 You may not further distribute the material or use it for any profit-making activity or commercial gain

 You may freely distribute the URL identifying the publication in the public portal

If you believe that this document breaches copyright please contact us providing details, and we will remove access to the work immediately and investigate your claim.

Downloaded from orbit.dtu.dk on: Mar 25, 2022

Plantescreening - En blomstrende teknologi til jord- og grundvandsforurening

Nielsen, Mette Algreen; Trapp, Stefan

Published in:

Nye undersøgelsesmetoder til jord- og grundvandsforurening

Publication date:

2012

Document Version

Også kaldet Forlagets PDF Link back to DTU Orbit

Citation (APA):

Nielsen, M. A., & Trapp, S. (2012). Plantescreening - En blomstrende teknologi til jord- og

grundvandsforurening. I Nye undersøgelsesmetoder til jord- og grundvandsforurening: 29. maj 2012 (s. 5-14).

ATV Jord og Grundvand.

(2)

Nye uNderSøgelSeSmetoder tIl jord- og gruNdvaNdSforureNINg

Nye uNderSøgelSeSmetoder tIl jord- og gruNdvaNdSforureNINg

29. maj 2012

(3)

Indholdsfortegnelse

Side

PRÆSENTATION OG TEST AF MIHPT-SONDE 1 - 4 Geolog, cand.scient. Lone Tolstrup Karlby, Region Hovedstaden

PLANTESCREENING - EN BLOMSTRENDE TEKNOLOGI TIL 5 - 14 JORD- OG GRUNDVANDSFORURENINGER

Ph.d.-studerende Mette Algreen Nielsen, DTU Miljø

ERFARINGER MED SORBICELLEN - EN PASSIV PRØVETAGER 15 - 20 Civilingeniør Henriette Kerrn-Jespersen, Region Hovedstaden

ERFARINGER MED BRUG AF TRIAD-KONCEPTET 21 - 24 Projektleder Peter Lysholm Tüchsen, Region Hovedstaden

OLIEKULBRINTER OG INDEKLIMARISIKO 25 - 36

– ESTIMERING AF REDUKTIONSFAKTORER Udviklingsleder, ph.d. Per Loll, DMR A/S

EKSEMPLER PÅ PRAKTISK ANVENDELSE AF GEOFYSISKE 37 - 42 UNDERSØGELSESMETODER PÅ FORURENINGSSAGER

Civilingeniør Jesper Damgaard, COWI A/S

NYT FRA USA OMKRING UNDERSØGELSESMETODER 43 - 54 Gorm Heron, Senior Vice President, ph.d., Terra Therm, Inc.

Til notater 55 - 58

(4)
(5)

Nye undersøgelsesmetoder til jord- og grundvandsforurening

Møde 29. maj 2012

PRÆSENTATION OG TEST AF MIHPT-SONDE

Geolog, cand.scient. Lone Tolstrup Karlby Projektleder Mads Terkelsen Region Hovedstaden, Koncern Miljø

(6)
(7)

Eksisterende teknologi til karakterisering af geologien på en forurenet lokalitet er primært udtagelse af jordprøver ved traditionelle snegleboringer. Det er en omkostningsfuld metode og der udføres derfor ofte et begrænset antal boringer, så geologien kendes ofte kun overordnet. Et mere detaljeret kendskab til geologien kan give en bedre forståelse for forureningsspredningen.

Region Hovedstaden har indgået et partnerskab med Geoprobe om udvikling af en kombinationssonde, kaldet MiHPT. Sonden kombinerer Membrane Interface Probe (MIP), Electric Conductivity (EC) og Hydraulic Profiling Tool (HPT).

Kombinationen af disse tre kendte teknologier, hvor sonden måler flere forskellige

egenskaber, som sammenholdt med hinanden giver et mere præcist billede af geologien, hydrogeologien og forureningsspredningen. Dette gør det nye værktøj stærkt til bedre

forureningsundersøgelser – kort fortalt får vi mere og bedre information til samme tid og pris.

Resultater fra tre lokaliteter i Region Hovedstaden, hvor MiHPT er afprøvet, vil anskueliggøre MiHPT’ens fordele.

(8)
(9)

Nye undersøgelsesmetoder til jord- og grundvandsforurening

Møde 29. maj 2012

PLANTESCREENING

- EN BLOMSTRENDE TEKNOLOGI TIL JORD- OG GRUNDVANDSFORURENINGER

Ph.d.-studerende Mette Algreen Nielsen Lektor Stefan Trapp

DTU Miljø

(10)
(11)

RESUME

I takt med at vores kendskab til kemiske stoffers toksiske effekter og skæbne i miljøet er blevet større, er der også kommet et stigende behov for hurtigere og billigere screeningsmetoder.

Plantescreening ved brug af trækerneprøver er en forholdsvis ny metode, som kan anvendes som pre-screeningsmetode for blandt andet visse organiske opløsningsmidler i jorden/grund- vandet og til udvalgte tungmetaller på stærkt forurenede områder. Metoden udnytter træernes naturlige evne til at optage kemikalierne fra jorden og transporterer disse til træets stamme, hvorfra der kan udtages trækerneprøver til analyse og efterfølgende kortlægning af forureningen.

Metoden påvirker omgivelserne minimalt, er let anvendelig, hurtig og billig.

INDLEDNING/BAGGRUND

Behovet for at undersøge områder for forurening er ofte en økonomisk byrde, da traditionelle metoder kan være omstændige og langsommelige. Derfor er der opstået et øget behov for nye, hurtige og billige metoder til områdeundersøgelser. En af disse nye metoder er fytoscreening alias plantescreening. Ved at udnytte planternes naturlige evne til at optage vand, næringsstof- fer og evt. kemikalier fra jorden og grundvandet til rødderne og transportere dem videre til øvrige plantedele, kan jord og/eller grundvandsforurening spores ved at analysere indholdet i plantede- lene. En række forskellige planter er anvendelige. Træer vil grundet deres store rodsystem kun- ne optage kemikalier fra et bredere og dybere område end mindre planter, hvorfor disse kan væ- re at foretrække. Undersøgelser af prøver fra træets stamme kan påvise en række kemiske stof- fer i forhøjede niveauer i jorden/grundvandet, dog er metoden ikke kvantitativ. Metoden anses derfor som velegnet som pre-screeningsmetode til at undersøge områder under mistanke for kontaminering. Metoden er udviklet til benzen, toluen, Methyl tert-butyl ether (MTBE), vinyl chlo- rid, trichlorethen (TCE), tetrachlorethen (PCE) og er fortsat under udvikling til screening for me- taller.

FORMÅL

Plantescreening ved hjælp af trækerneprøver er en simpel og let anvendelig metode. Der kan udtages mellem 50-70 træprøver per dag for to mand. Dette gør også metoden billig at anvende sammenlignet med andre traditionelle screeningsmetoder.

Det høje antal prøver medfører at enkeltliggende kontaminerede områder eller såkald-

te ”hotspots” (enkeltliggende områder med høj forurening) med større sandsynlighed lokaliseres, hvorved det er muligt hurtigt og billigt at danne et overblik over forureningens omfang og spred- ning, hvorudfra efterfølgende kvantitative og mere dybdegående undersøgelser kan målrettes.

Dette burde samlet set medføre en økonomisk besparelse.

Sekundært er trækernemetoden også anvendelig på områder hvor traditionelle metoder ikke er velegnede, enten grundet lokalitetens tidligere brug (produktionsgrund hvor der for eksempel er risiko for sprængfare) eller nuværende brug (private ejendomme og sumpområder m.m), der kan gøre området følsomt for de traditionelle grundvandsundersøgelser.

(12)

METODEBESKRIVELSE Prøveudtagning

Metoden gør kun brug af et træbor under prøveudtagningen, hvilket gør metoden let anvendelig og der efterlades kun et lille hul i træet. Proceduren er at træboret bores ind i træet i en meters højde og ind i en dybde af 6 cm. Herefter indsættes en kanyle gennem boret, hvorved en prøve af træets stamme kan udtages. Den yderste centimeter af træprøven indeholdende barken og phloem fjernes for at undgå påvirkninger fra evt. luftforurening. Prøverne indsamles enten i ana- lysevials eller engangsplastikposer, afhængigt af hvilke kemikalier der ønskes undersøgt for (se nedenfor). Proceduren er vist nedenfor på billede 1.

Billede 1: 1) Træbor af mærket SUUNTO: kanyle til udtag af træprøve, træbor og håndtag 2) Indsætning af træboret i stammen 3) Indførelse af kanyle 4) Udtagning af træprøve 5) Stammen efter prøveudtagning.

Analyse af prøverne

Ønskes et område undersøgt for forurening af organiske opløsningsmidler, indsamles træker- neprøverne i gastætte analysevials. Disse holdes nedkølet for at undgå nedbrydning og/eller fordampning af analytterne frem til analyse. Analysen af prøverne skal ske hurtigst muligt efter prøveudtagningen og kan ske via HS-GC/MS (Headspace-Gas Chromatography/Mass

Spectrometry) /1/.

Er det metaller som er af interesse i undersøgelsen, kan prøverne indsamles i engangsplastik- poser og opbevares til senere prøveforberedelse. En prøveforberedelse hvorved veddet ned- brydes og analytterne kan ekstraheres er nødvendig. Metoder hertil kan være ved syreoplukning på sandbad /2/. Ekstraktet analyseres efterfølgende f.eks. via ICP-EOS (inductively coupled plasma optical emission spectrometry).

Mere information om metoden og dens anvendelse er blevet beskrevet i forskellige guides her- iblandt guides fra Holm et al. /3/ og Vroblesky /4/.

(13)

METODENS ANVENDELSE OG BEGRÆNSNINGER Etablerede anvendelses muligheder

Frem til nu har metoden primært været undersøgt i forbindelse med organiske opløsningsmidler.

Metoden har vist sig velegnet til stoffer såsom benzen, toluen, MTBE, vinyl chloride, TCE og PCE /4/.

Som et eksempel på anvendelse kan nævnes undersøgelsen af en industrigrund nær Liberec i det nordlige Tjekkiet. Resultaterne heraf er publiceret i tidsskriftet Environmental Science &

Technology /1/. Formålet med undersøgelsen var at påvise forskellige koncentrationsniveauer af PCE/TCE i jorden/grundvandet ved hjælp af plantescreening med trækerneprøver. Dette blev gjort ved at sammenligne prøveresultater fra træprøver med prøveresultater fra grundvandsprø- ver.

På det undersøgte område ligger en fabrik der ekstraherede lipider og proteiner fra dyrekadave- re. I perioden 1963 til 1988 anvendte de PCE til formålet Flere spild gennem årene har efterføl- gende medført jord- og grundvandsforurening på store dele af grunden.

Figur 1: Estimeret forureningsstrøm baseret på resultater fra grundvandsprøver af total chlorerede ethener, CE (HJ symboliserer steder for udtagning af grundvandsprøver). Træsymbolerne angiver lokaliseringen af træer an- vendt til prøveudtagning til brug for trækernemetoden. Alle prøver udtaget i 2005. Dobbelt cirklen marker hvor af- vigelse mellem grundvands- og træprøver er fundet. Den stiplede linje viser afgrænsningen af industrigrunden /1/.

(14)

.Forureningen er blevet kortlagt ved traditionelle grundvands-boringer i 2005, se figur 1. Samme år blev der udtaget en række træprøver fra forskellige træslægter, disse blev analyseret og et koncentrationsniveau i prøverne beregnet, se figur 1.

Som det kan ses af figur 1, er der en stor overensstemmelse mellem de målte koncentrationer i grundvandsprøverne og i trækernerne, hvilket bekræfter anvendeligheden af plantescreening til stoffer som PCE og TCE. Det interessante ved dette studie er ikke blot den store korrelationen mellem resultaterne fra grundvandsprøverne og trækerneprøverne generelt, men snarere den uoverensstemmelse der blev fundet i områdets sydlige del.

Den estimerede spredning ud fra grundvandsboringerne viste en relativ lav koncentration i grundvandet, hvorimod der var målt et relativt højt niveau i trækerne. For at verificere denne uoverensstemmelse blev der udtaget yderligere grundvandsprøver i det pågældende område, som kunne bekræfte, at der på områdets sydlige del var et såkaldt ”hotspot”. Dette studie be- kræfter derfor at metoden er velegnet til at danne et hurtigt overblik over spredningen på et givet område og at det med større sandsynlighed er muligt at finde enkeltliggende kontaminerede om- råder eller såkaldte ”hotspots”.

Anvendelsesmuligheder under udvikling

Da metoden som nævnt har vist sig anvendelig til en række organiske stoffer, er det interessant også at undersøge kemikalier. Derfor undersøger man på Danmarks Tekniske Universitet (DTU) metodens anvendelighed til at kunne lokalisere forhøjede metalkoncentrationer i jorden. Flere lokaliteter blandt andet i Danmark, Norge og Rumæninen har været undersøgt og er under un- dersøgelse. Metodens anvendelse til metaller har dog vist sig mere kompliceret end til screening for organiske opløsningsmidler /2/. Dette skyldes at en række metaller såsom Cr, Ni og Zn, er essentielle næringsstoffer for træerne, hvorfor disse vil være at finde naturligt i veddet.

Yderligere findes øvrige metaller også naturligt i miljøet, hvorfor de også har en naturlig bag- grundskoncentration i træveddet. Yderligere er det påvist at der ikke kan findes en korrelation mellem de målte metal koncentrationer i trækerner og jorden. Det vurderes derfor, at metoden skal anvendes i sammenhæng med referencetræprøver fra et nærliggende ikke kontamineret område. Metalniveauet i prøverne fra området under undersøgelse sammenlignes derefter stati- stisk med prøverne fra referenceområdet for at påvise et evt. forhøjet metalniveau på testområ- det /2/.

Senest er der udført en undersøgelse på et nedlagt og stærk forurenet slambassin i Danmark.

Jorden er blandt andet forurenet med høje koncentrationer af Cd, Cr, Cu, Ni, Pb og Zn. Træprø- ver fra pil og poppel i to områder med samme forureningsniveau er blevet undersøgt. Studiet og resultaterne heraf er under publicering /5/. Studiet har vist at metoden er anvendeligt til en ræk- ke metaller, men er metal specifik og afhængig af træslægten. Dette fordi pil og poppel har for- skellige optagelses mekanismer for de forskellige metaller. Pil har vist sig egnet til screening for Cd, Cu, Ni og Zn, og poppel velegnet til screening for Ni på stærkt forurenede områder

(15)

Optaget og/eller transporten fra rødderne til stammen af Cr og Pb har vist sig at være lavt, da disse metaller binder stærkt til jord. Dette medfører at niveauet af disse metaller i træprøverne har ligget under detektionsgrænsen og der- for anses metoden ikke anvendelig til metaller som Cr og Pb.

Begrænsninger for metoden

Metoden er selvfølgelig begrænset af, at der skal være træer til stede på det område som øn- skes undersøgt. Mangel på træer kan skyldes toksiske niveauer af kemikalier i jorden/grund- vandet, hvorfor metoden begrænses af en øvre grænse fastsat af den toksiske effekt.

Dertil kræver metoden også at de kemikalier der udgør forureningen, skal være tilgængelige for træernes rodsystem og mulige for træet at transportere til stammen hvor trækernen udtages.

Dette kan begrænses af stoffernes kemiske egenskaber, af jordforholdene og træerne fysiske egenskaber. Dette medfører også at der kan forekomme falsk negative svar, altså at komtami- nanten ikke har kunnet detekteres i trækerneprøven, selvom jorden/grundvandet er forurenet.

Dog kan der ikke opstå falsk positive resultater ved undersøgelse af organiske opløsningsmidler eller lignende stoffer, da disse ikke er naturligt forekommende i miljøet.

Optages og transporteres kemikalierne ikke eller kun i begrænset mængde vil metoden begræn- ses af dette og af den nedre detektionsgrænse for den anvendte analysemetode.

Yderligere skal det påpeges at metoden er en semi-kvantitativ metode, dvs. at man ved meto- den ikke kan angive de eksakte koncentrationer der findes i jorden. Dog er der fundet signifikan- te korrelationer mellem koncentrationerne for stoffer som PCE og TCE /1/, hvilket dog ikke er tilfældet ved tungmetaller /2/. At metoden ikke er kvantitativ skyldes at optaget fra jorden til stammen afhænger af en række faktorer såsom træslægten, jordforhold og egenskaberne for de kemiske stoffer af interesse.

Figur 2: Oversigt over forsøgslokaliteten anvendt i forbindelse med screening for tungmetaller med trækerneprøver /5/.

(16)

Effekt på træerne

Metoden anses som uskadelig for træerne. Suunto træbor og udtagning af træprøver er teknik- ker der normalt anvendes af skovfogeden eller andre skovteknikere til at undersøge trækvalite- ten eller vækstraten af træer. Et publiceret studie /6/ har undersøgt effekten ved overdreven træboring (100 eller flere huller i samme træ). Heri konkluderes det at hullerne vil lukkes af træet selv indenfor et år efter prøveudtagningen og at moderat prøveudtagning ikke vil skade træerne fremadrettet. I enkelte tilfælde er det dog set, at de efterladte huller kan angribes af svamp eller anden bakteriel infektion. Men studiet konkluderer også at huller i træer med allerede opstående svampe eller bakterie angreb ikke forringede træernes tilstand yderligere.

Andre muligheder ved brugen af trækerner

En anden metode der også gør brug af trækerner er dendrokronologi. Ved denne metode udta- ges træprøver med en længde ind til træets center. Ved at undersøge årringenes tykkelse og evt.

deres kemiske indhold kan unormalheder i træets vækst identificeres. Disse unormalheder kan skyldes jord- og/eller grundvandsforurening. Forureningens opstående kan så ved tælling af år- ringene i træprøven dateres, hvilket kan være nyttigt i stridsspørgsmål om forureningens oprin- delse. Denne metode anvendes i praksis /7/ og /8/.

SAMMENFATNING

Trækernemetoden kan anvendes til indledende undersøgelse af områder der er under mistanke for kontaminering. Metoden har vist sig anvendelig til at påvise forskellige koncentrationsniveau- er af en række organiske stoffer, heriblandt benzen, toluen, MTBE, TCE og PCE i jor-

den/grundvandet, samt til påvisning af forhøjede niveauer af Cd, Cu, Ni og Zn på stærkt forure- nede områder. For screening af organiske opløsningsmidler kan forskellige træslægter anven- des, men til screening for metaller anbefales det at anvende piletræer.

Metoden anses for kommercielt anvendelig til forundersøgelser af områder under mistanke for kontaminering af de nævnte organiske opløsningsmidler. Brugen af metoden vil være tids- og økonomibesparende, da metoden hurtigt vil kunne danne et semi-kvantitativt billede af forure- ningens lokalisering og spredning på området, hvorefter efterfølgende kvantitative metoder kan målrettes. På nuværende tidspunkt vurderes det at der skal flere undersøgelser til før metoden kan anvendes kommercielt til screening for tungmetaller.

LITTERATURHENVISNINGER

/1/ Using tree core samples to monitor natural attenuation and plume distribution after a PCE spill. Larsen M, Burken J, Machackova J, Karlson U.G, Trapp S. (2008). Enviromental Science

& Technology, 42 (5), pp. 1711-1717.

/2/ Test of Tree Core Sampling for Screening of Toxic Elements in Soils from a Norwegian Site.

Algreen M, Rein A, Legind C.N, Amundsen C.E, Karlson U. G, Trapp S. (2012). International Journal of Phytoremediation, 14 (4), pp. 305-319.

(17)

/3/ Guide to Phytoscreening - Using tree core sampling and chemical analyses to investigate contamination in the groundwater and soil. Holm O, Rotard W, Trapp S, Dési R. (2011). TASK Leipzig, Germany (Online:

http://www2.ufz.de/data/Guide%20to%20Phytoscreening_20111121_FINAL17053.pdf)

/4/ User´s guide to the collection and analysis of tree cores to assess the distribution of subsur- face volatile organic compounds Vroblesky DA. (2008). U.S. Geological Survey Scientific Inves- tigations Report 2008-5088.

/5/ Phytoscreening and Phytoextration of Heavy Metals at Polluted Sites Using Willow and Pop- lar Trees. Algreen M, Trapp S, Rein A. (2012). Manuskript submitted i Environmental Science &

Technology.

/6/ The Effects of Excessive Drilling Diagnosis on Decay Propagation in Trees . Weber K. and Mattheck C. (2006). Trees Structure and Function, 20(2), pp. 224-228.

/7/ Applied Dendroecology and Environmental Forensics. Characterizing and

Age Dating Environmental Releases: Fundamentals and Case Studies. Baloueta JC, Oudijkb G, Smithc KT, Petrisord I, Grudde H, Stocklassaf B. (2011). Environmental Forensics, 8(1), pp 1-17.

/8/ The Use of Dendroecological Methods to Estimate the Time Frame of

Environmental Releases. Balouet JC, Oudijk G. (2006). Environmental Claims Journal, 18 (1), pp 35 – 52.

(18)
(19)

Nye undersøgelsesmetoder til jord- og grundvandsforurening

Møde 29. maj 2012

ERFARINGER MED SORBICELLEN - EN PASSIV PRØVETAGER

Civilingeniør Henriette Kerrn-Jespersen Region Hovedstaden

(20)
(21)

BAGGRUND OG FORMÅL

Region Hovedstaden anvender en relativ ny prøvetagningsmetode til passiv udtagning og måling af forurening i grundvand. Prøvetagningsenheden hedder SorbiCell og metoden er udviklet af det danske firma Sorbisense, www.sorbisense.dk.

En traditionel vandprøve repræsenterer en punktmåling og et ”øjebliksbillede” af forureningsni- veauet i grundvandet. Boringen renpumpes og prøven udtages med pumpe. SorbiCell’en der- imod, giver et resultat i form af en gennemsnitlig koncentration over en given måleperiode (f. eks 1-4 uger). Derudover foregår prøvetagningen uden brug af pumpe, dvs. prøven tages af ”ufor- styrret” grundvand.

Det er regionens opfattelse, at fundamentet for en risikovurdering er stærkere, når det baseres på prøvetagning over en periode i uforstyrret grundvand frem for at være baseret på øjebliksmå- linger. Erfaring med gentagne traditionelle grundvandsanalyser er, at der ofte ses en del variation over tid. Det gør det sværere at afgøre om variationerne er et udtryk for en stigende/faldende tendens i resultaterne eller om det blot er variationer som følge af årstidsvariation m.m.

Formålet med den mundtlige præsentation er at præsentere regionens erfaring med SorbiCell samt metodens fordele og ulemper.

SorbiCell metoden

En SorbiCell er en prøvetagningsenhed, der anvendes til passiv prøvetagning af f. eks grund- vand. Sampleren er en ca. 8 cm lang kolonne, jf. figur 1, der indeholder et sorberende materiale tilpasset den forurening, der ønskes prøvetaget for.

Figur 1. SorbiCell prøvetagnings- enheder til analyse for forskellige stofgrupper.

Figur 2. Principskitse, hvor forurening adsorbe- res i SorbiCell’en, og sporsalt udvaskes propor- tionalt med vandgennemstrømningen

Sampleren installeres i en boring og når grundvandet passerer igennem SorbiCell’en, adsorbe- res forureningen. Samtidig foregår en udvaskning af et sporsalt, der er proportionalt med den vandmængde, der passerer igennem SorbiCell’en, jf. figur 2.

Sorption af forurening

Udvaskning af sporsalt Sporsalt

Sorptions- materiale

(22)

SorbiCell’en tages op af boringen efter en fastlagt måleperiode (typisk fra 1-4 uger). Cellen sen- des til laboratoriet, hvor de forurenede stoffer ekstraheres og analyseres. Samtidig bestemmes svindet af sporsalt fra SorbiCell’en. I laboratoriet beregnes derudfra mængden af vand, der er passeret igennem cellen. Herefter kan den gennemsnitlige koncentration af forureningsstoffer i måleperioden beregnes.

En SorbiCell kan anvendes til måling af klorerede opløsningsmidler inkl. nedbrydningsprodukter, benzin- og oliekomponenter, pesticider, næringsstoffer og tungmetaller.

For at få vandet til at passere igennem SorbiCell’en uden anvendelse af en pumpe, monteres SorbiCell’en på et polyethylenrør, en såkaldt groundwater sampler, GWS. GWS er hul, lukket med propper i begge ender og forbundet til terræn/atmosfæren med en slange, således at der er atmosfæretryk inde i GWS’en, se figur 3 og foto af installationen figur 4. GWS’en er forsynet med en vægt, således at sampleren kan sænkes ned i den ønskede dybde under grundvandsspejlet.

Udluftningsrør Terræn

Grundvandsspejl Snor til optræk

SorbiCell (topmonteret)

SorbiCell (bundmonteret) Vægt

Ground Water Sampler

Figur 3. Skitse af GWS og SorbiCell Figur 4. Foto af GWS og SorbiCell

(23)

Resultater

Regionen har anvendt SorbiCell’er til forskellige formål. Dels kan SorbiCell’en anvendes som alternativ til almindelige vandprøver på typisk afgrænsende undersøgelser og moniteringssager;

dels er SorbiCell’en let at anvende til niveauspecifik prøvetagning i et grundvandsmagasin. Der- udover har regionen anvendt SorbiCell’en til måling af forurening i porevand i lavpermeable aflej- ringer ved at koble SorbiCell’en til en sugecelle. SorbiCell’er er også anvendt i boringstransekter som grundlag for beregning af en forureningsflux fra en forurenet lokalitet. Regionen har anvendt SorbiCell’en på sager forurenet med henholdsvis klorerede opløsningsmidler og pesticider.

På mødet præsenteres resultater fra forskellige sager i Region Hovedstaden med brug af Sorbi- Cell’en samt metodens fordele og ulemper.

(24)
(25)

Nye undersøgelsesmetoder til jord- og grundvandsforurening Møde 29. maj 2012

ERFARINGER MED BRUG AF TRIAD-KONCEPTET

Projektleder Peter Lysholm Tüchsen Region Hovedstaden

(26)
(27)

INDLEDNING

Udtrykket ”triad” bruges i mange sammenhænge og er et generelt udtryk der betyder ”en gruppe af tre”. Inden for miljøverdenen er det navnet på et særligt koncept der anvendes i forbindelse med udførelse af forureningsundersøgelser. De tre elementer som indgår i det miljømæssige triad-koncept er: real-time measurement, dynamic work strategies og syste- matic planning.

Det vigtigste element i triad-konceptet er de muligheder, som felt-analyser giver for løbende tilpasning af undersøgelsesstrategien. En mere simpel beskrivelse af konceptet kunne derfor være:

Analyseresultatet er klar, når det næste prøvepunkt skal afsættes

For at denne tilgang til undersøgelsen skal kunne lade sig gøre i praksis, forudsætter det en minutiøs forberedelse.

DYNAMISK UNDERSØGELSESOPLÆG

Det forberedende arbejde er i store træk lig med det oplæg som rådgiveren udarbejder i til- budsfasen, og som vægtes højt i regionens vurdering af den bedst kvalificerede rådgiver.

Den systematiske planlægning indeholder:

• Opstilling af konceptuelle modeller

• Valg af metoder

• Beslutningsscenarier

• Kommunikationsplaner.

Det er helt centralt, at planlægningen har fokus på, at undersøgelsen producerer tilstrække- ligt vidensgrundlag til, at der om nødvendigt kan udarbejdes afværgeprogram, skitseprojekt og/eller overvågningsprogram. Derfor skal alle de nødvendige afværgeparametre bestem- mes i løbet af undersøgelsen. Der vil stort set altid være behov for et velfungerende og vel- dokumenteret felt-laboratorium og semi-kvantitative metoder som fx GeoProbes® MIP- system. Fokus skal være på at kapaciteten af udstyret udnyttes fuldt ud.

DYNAMISK FELT-ARBEJDE

Under selve feltarbejdet er der behov for, at strategien hele tiden tilpasses de resultater un- dersøgelsen producere. Hvis projektlederen i felten skal være i stand til at træffe hurtige og velbegrundede beslutninger, er det nødvendigt at alle scenarier fra starten er gennemtænkt og beskrevet i den systematiske planlægning - det kalder vi beslutningsscenarier. Desuden er det nødvendigt med en kommunikationsplan, især i forhold til kontakt med regionens sagsbehandler.

For at projektleder og alle andre involverede parter kan bevare overblikket, er det desuden vigtigt, at den konceptuelle model konstant opdateres, så snart nye data er tilgængelige.

Visualiseringssoftware som fx RockWorksTM eller GeoSceneTM, er et stærkt værktøj til at få overblik og se sammenhænge i geologien og forureningsspredningen. I Region Hovedstaden er det et ønske at visualiseringsværktøjer bliver en integreret del af arbejdet og at visualise- ringer anvendes mere proaktivt af rådgiverne. Der er stadig en del udfordringer med at få det

(28)

til at fungere gnidningsløst. Det er i den sammenhæng vigtigt at fremhæve, at de 3D- visualiseringer som beregnes af softwaren ikke må forveksles med konceptuelle modeller.

Hvor den konceptuelle model illustrerer hypoteserne om fx frigivelse, spredning og risiko, så er de beregnede modeller blot en visualisering af de observerede forhold. 3D-

visualiseringerne er et godt udgangspunkt for at opstille en konceptuel model.

LÆRINGER

Det dynamiske undersøgelseskoncept er især velegnet til opsporing og afgrænsninger af hot-spots som er rimeligt terrænnære. I praksis vil det sige 20-30 m u.t. alt afhængig af geo- logien.

Region Hovedstaden har endnu ikke erfaringer med at anvende det dynamiske undersøgel- seskoncept på undersøgelser af dybereliggende grundvandsfaner. Vi arbejder på at anvende konceptet på dybere grundvandsforureninger i kalken. Det skyldes at GeoProbe® har forbed- ret følsomheden på MIP-sonderne betydeligt.

Erfaringer har vist, at det vil være relevant at medtage en egentlig interessentanalyse i op- lægget til undersøgelser. Det kan være med til at afklare de enkelte aktørers roller og behov undervejs.

Konceptet har i Region Hovedstaden været anvendt både på indledende og videregående undersøgelser. I de indledende undersøgelser er der kun behov for at påvise forurening, og indtil videre ser det ud til, at det dynamiske koncept først bliver økonomisk rentabelt når det drejer sig om karakterisering og afgrænsning som forberedelse til afværgetiltag.

Hovedparten af de nye videregående undersøgelser der bliver budt ud af Region Hovedsta- den, bliver udbudt som dynamiske undersøgelser. Der er ikke noget der tyder på at de dy- namiske undersøgelser bliver dyrere end traditionelle undersøgelser. Omvendt har vi endnu ikke er erfaringer nok til at konkludere, at de bliver væsentlig billigere. Men det er helt sikkert, at det dynamiske koncept er kommet for at blive.

(29)

Nye undersøgelsesmetoder til jord- og grundvandsforurening

Møde 29. maj 2012

OLIEKULBRINTER OG INDEKLIMARISIKO – ESTIMERING AF REDUKTIONSFAKTORER

Udviklingsleder, ph.d. Per Loll Civilingeniør Marianne Lane Bjerring

Civilingeniør Claus Larsen DMR A/S

Postdoc Poul Larsen

Sektion for Bioteknologi, Aalborg Universitet Seniorforsker Niels C. Bergsøe

Statens Byggeforskningsinstitut (SBi), Aalborg Universitet Afdelingen for Energi og Miljø

Projektleder Peder Johansen Region Hovedstaden

(30)
(31)

RESUMÉ

DMR A/S har, sammen med SBi, og for Region Hovedstaden anvendt en passiv spor- gasteknik med henblik på at estimere 14-dages middel reduktionsfaktorer fra krybekælder til indeklimaet i stueetage og på 1. sal, samt over etageadskillelsen fra stueetage til 1. sal og fra hulmure til indeklimaet. Teknikken er anvendt på en sag med påvist kraftig påvirkning af po- reluften med oliekomponenter ved nedgravede tanke. Metoden er baseret på en kendt og kommercielt tilgængelig teknologi (PFT-metoden), der kan anvendes i felten, og udføres pa- rallelt med alm. poreluft- og indeklimaundersøgelser. Baggrunden, udstyret og metodikken er præsenteret sammen med resultaterne fra den konkrete sag.

INDLEDNING Baggrund

Et tilbagevendende problem, i forbindelse med risikovurderinger for indeklimaet på ejen- domme forurenet med flygtige forureningskomponenter, er at finde poreluftens bidrag til in- deklimaet, så det kan sammenholdes med Miljøstyrelsens afdampningskriterier. For stoffer uden væsentlige interne bidrag, f.eks. chlorerede opløsningsmidler, er det ofte muligt at fore- tage målinger direkte i indeklimaet og sammenholde resultaterne med afdampningskriterier- ne. Derimod er der for oliekulbrinter så mange interne bidrag, at afdampningskriteriet for to- talindhold af kulbrinter er overskredet med omkring 50 % for ca. 75 % af ganske almindelige uforurenede danske boliger, og medianindholdene for hhv. benzen og TVOC er hhv. 0,8 og 275 µg/m3, mens de respektive afdampningskriterier er 0,13 og 100 µg/m3 /1/.

Når man ikke blot kan måle indholdet af flygtige kulbrinter i indeklimaet, opstår der således et behov for at estimere bidraget til indeklimaet på baggrund af koncentrationer målt under gulvkonstruktionen, således at det estimerede bidrag kan sammenlignes med afdampnings- kriterierne.

For oliekomponenter kan bidraget fra en underliggende jord- eller grundvandsforurening til indeklimaet i en bygning/bolig f.eks. estimeres på baggrund af en målt poreluftkoncentration, vha. JAGG 1.5 for en ”standardsituation” med støbt betongulv og flere typesituationer er varslet i den kommende JAGG 2.0 /2/. DMR har i /3/ skitseret en række problemstillinger ved at anvende JAGG 1.5 til at estimere indeklimabidraget for almindelige gulvkonstruktioner i ganske almindelige danske boliger, og har påpeget behovet for at finde alternative metoder til at estimere bidraget for specielt oliekomponenter.

Det aktuelle bidrag igennem et gulv på en given lokalitet – og på et givent tidspunkt – er re- sultatet af et kompliceret samspil imellem følgende forhold:

• Koncentrationen og fordelingen under gulvet

• Gulvets tykkelse og beskaffenhed

• Indtrængningsveje og deres placering ift. poreluftforureningen

• Differenstrykket over gulvkonstruktionen

• Luftskiftet i indeklimaet.

En måde at estimere poreluftbidraget på er via ”reduktionsfaktoren”, der – under de giv- ne/faktiske betingelser mht. ovenstående forhold – samlet set udtrykker faktor-forskellen imellem poreluft- og indeklimakoncentrationen. Kan man således finde et andet stof, der kan måles hhv. under og over gulvet er det muligt at estimere en reduktionsfaktor, der kan benyt- tes til at estimere poreluftbidraget på baggrund af en målt poreluftkoncentration.

(32)

Radonmålinger har igennem en længere årrække været benyttet til at estimere reduktions- faktoren på baggrund af målinger hhv. under gulvet og i indeklimaet /4-6/. Anvendelsen af radon har dog vundet begrænset udbredelse i forbindelse med den offentlige indsats; for- mentlig bl.a. pga. risikoen for at målingerne afviser risiko for indtrængning af poreluftforure- ning, men påviser en uhensigtsmæssig indtrængning af radon, som ligger udenfor offentlig indsats.

I dette studie har DMR A/S, sammen med Statens Byggeforskningsinstitut (SBi), anvendt en alternativ teknologi - de såkaldte PerFlourcarbon Tracers (PFT) – til at estimere 14-dages midlede reduktionsfaktorer fra krybekælder til indeklimaet i to ovenliggende etager, samt over etageadskillelsen fra stueetage til 1. sal. Teknikken er tidligere bl.a. benyttet til at fast- lægge luftskifte imellem renserier og lejligheder /7/ samt til kvalitativ identifikation af kloakind- trængning som spredningsvej for chlorerede opløsningsmidler til indeklimaet /8/. Teknikken er her anvendt på en sag med påvist kraftig påvirkning af poreluften med oliekomponenter ved nedgravede tanke.

Formål

Formålet med det konkrete studium var at estimere indeklimabidraget fra krybekælderen til indeklimaet i beboelsen, via reduktionsfaktorer bestemt ved anvendelse af PFT-teknikken.

I artiklen præsenteres lokaliteten og baggrunden for undersøgelserne, udstyret og metodik- ken samt resultaterne fra den konkrete sag, og der opstilles perspektiver for anvendelse af teknikken til estimering af reduktionsfaktorer.

LOKALITETEN

Region Hovedstaden har i 2008/2009 udført forureningsundersøgelser på en lokalitet belig- gende i Tårnby, hvor der i en periode omkring 60’erne – 70’erne har været drevet gasservi- ce-virksomhed, med oplag af olie/benzin i flere nedgravede tanke. Ved undersøgelserne blev der bl.a. konstateret en relativ kraftig jord- og grundvandsforurening med oliekomponenter (kulbrinter) ved to nedgravede tanke sydøst for boligen. Ved undersøgelserne er der konsta- teret tegn på fri fase af olie og - i poreluftprøver udtaget nær sokkel - konstateret totalindhold af kulbrinter på op til 3.000.000 µg/m3 samt indhold af benzen og C9/C10-aromater på op til hhv. 53 og 53.000 µg/m3. Det er vurderet, at den konstaterede forurening bl.a. kunne udgøre en risiko for indeklimaet i beboelsen.

Bygningen er opført i 1959-60 og består af en hovedbygning i to etager (stueplan og 1. sal) med fuld krybekælder, samt to tilbygninger; en ét-etages tilbygning øst for hovedbygningen med fuld krybekælder, samt en ét-etages tilbygning mod nord, med krybekælder under en mindre del (fyrrum), der fungerer som adgang til hele krybekælderen. Hovedbygningen og den østlige tilbygning benyttes til boligformål, mens den nordlige tilbygning (stueplan) benyt- tes til erhverv. Ruminddelingen og anvendelsen fremgår oversigtsmæssigt af figur 1 og 2.

Såvel hovedbygningen som den østlige tilbygning (bolig) er opført med en hulmurskonstruk- tion, og som illustreret i figur 1, er etageadskillelsen imellem krybekælder og stueplan i ho- vedbygningen en tung betonkonstruktion, mens etageadskillelsen imellem krybekælder og stueplan i den østlige tilbygning er udført som en let trækonstruktion af krydsfiner, understøt- tet af mursten. Etageadskillelsen imellem stueplan og 1. sal er ligeledes en tung betonkon-

(33)

Krybekælderen under hovedbygningen er naturligt ventileret via sokkelriste på sydsiden, mens krybekælderen under den østlige tilbygning er uventileret og isoleret med mineraluld på undersiden. Samtlige rørføringer til ejendommens VVS-installationer er ført igennem eta- geadskillelserne til krybekælderen. Der er ikke foretaget tætning med fugemasse eller lig- nende omkring rørgennemføringerne.

Ift. de potentielle spredningsveje illustreret i figur 1, er hypotesen, at den primære transport til boligernes indeklima sker igennem krybekælderen og via etageadskillelserne, mens en se- kundær transport muligvis finder sted via hulmurene til indeklimaet.

Grundet risikoen for at karakterisere interne kilder frem for poreluftbidrag (samtlige beboere er storrygere) frarådede DMR, at udføre indeklimamålinger for at estimere indeklimabidraget med oliekulbrinter fra poreluften. I stedet anbefaledes en strategi til estimering af poreluftbi- draget til boligens indeklima i stueplan og på 1. sal, baseret på måling af kulbrintekoncentra- tionen i krybekælderen og hulmurene samt estimering af reduktionsfaktoren fra de respektive transportveje via anvendelse af PFT-metoden.

Figur 2: Bygningens layout og anvendelsesformål samt beliggenhed af poreluftforurening.

Krybekælder Stueplan 1. sal

Altan 1. Sal

(bolig)

Stueplan (bolig)

Tilbygning (bolig)

Krybekælder

Figur 1: Konceptuel model af bygning og forureningsspredning.

Lofthøjde Areal Volumen (m) (m2) (m3)

1. sal 2,46 65 160

Stueplan 2,56 80 205

Krybekælder 0,9 85 77

(34)

PFT-METODEN

PFT-metoden (PFT = PerFluorcarbon Tracer) er en passiv multi-sporgasmetode efter kon- stant-dosering princippet. Sporgas frigives passivt, med en kendt og konstant rate fra nogle små sporgaskilder (emittere). Registrering af den gennemsnitlige sporgaskoncentration i rumluften sker ved passiv opsamling i adsorptionsrør (samplere). En sporgaskilde består af et lille metalhylster, som i den ene ende er lukket med en silikoneprop, hvorigennem spor- gassen diffunderer. Et adsorptionsrør består af et glasrør, som indeholder en adsorbent be- slægtet med aktivt kul, og som evt. kan opsamle flere anvendte sporgasser samtidigt.

Adsorptionsrørene analyseres i laboratoriet ved termisk desorption og gaschromatografi (som for ATD-rør) og analyseresultaterne opgives som adsorberet mængde i picoliter [pl], dvs. 10-12 L. Idet samplerne ikke er i nærheden af at være mættede med sporgasser, og da der ved 14 dages ophængningstid ses bort fra en eventuel (minimal) opblandingstid umid- delbart efter ophængning af emittere og adsorbere, er der tilnærmelsesvist tale om en lineær skaleringsfaktor imellem adsorberet mængde og koncentration, hvorfor resultaterne (adsor- beret mængde) anvendes som en koncentration.

Med PFT-metoden er det muligt at anvende flere forskellige sporgastyper samtidigt, og tradi- tionelt opdeles en bygning eller en bolig i to eller tre zoner for at bestemme luftudvekslingen imellem zonerne /7/. Målinger med PFT-metoden gennemføres over en periode, og resulta- terne afspejler de gennemsnitlige forhold mht. luftudveksling imellem de undersøgte zoner og omgivelserne i måleperioden. Afhængig af måleomstændighederne kan måleperiodens varighed være fra mindre end et døgn og op til flere uger eller måneder.

Ved denne undersøgelse har der været anvendt to forskellige sporgasser; hhv. PMCP (kal- det ”gul”, da den udsendes fra et gult metalrør) og PMCH (kaldet ”rød”, da den udsendes fra et rødt metalrør).

Dansk Miljørådgivning A/S har stået for opsætning og nedtagning af udstyret, mens SBi har stået for klargøring af udstyret forud for målingen og efterfølgende analyse af de eksponere- de adsorptionsrør. Målingen er gennemført fra den 16. til den 31. maj 2011.

UNDERSØGELSE OG RESULTATER

Til at undersøge hypoteserne om primær transport via krybekælderen og sekundær transport via hulmurene umiddelbart tilstødende poreluftforureningen er der udført to passive sporga- sundersøgelser med PFT-teknikken.

Undersøgelse 1: Hypotese om transport via krybekælder

Der er udsendt PMCH (rød) i krybekælderen og PMCP (gul) i stueplan, og undersøgelsen har alene har haft til hensigt at bestemme ”bidraget” af sporgasserne fra doseringszonerne til de øvrige zoner; ikke luftskifterne for/imellem zonerne.

For at opnå en jævn dækning af de enkelte etager med sporgasserne har der været opsat 5 emittere i krybekælderen (rød) og 7 i stueplan (gul), svarende til én emitter pr. ”rum” i krybe- kælder og boligen i stueplan. Der har i alt været opsat 16 samplere; 4 i krybekælderen (un- der boligen), 7 i stueplan og 5 på 1. sal. Princippet er skitseret i figur 3. I samme positioner

(35)

De opnåede sporgasresultater er vist i figur 4 og 5.

Figur 5: Resultater for PMCP (gul), udsendt i stueplan.

0 100 200 300 400 500 600 700 800 900

4106 4338 4329 4151 4300 4116 4083 4309 4087 4240 4261 4132 4189 4340 4124 4150 4222

Sporgas i sampler [pl]

Krybekælder Stueplan 1. sal

Blind

Figur 4: Resultater for PMCH (rød), udsendt i krybekælderen.

0 100 200 300 400 500 600 700 800 900

4106 4338 4329 4151 4300 4116 4083 4309 4087 4240 4261 4132 4189 4340 4124 4150 4222

Sporgas i sampler [pl]

Krybekælder Stueplan 1. sal

Blind

Figur 3: Placering af emittere og samplere. Indsat billede (kilde: Sbi).

1. Sal (bolig)

Stueplan (bolig)

Tilbygning (bolig)

Krybekælder

(7 stk.) (5 stk.)

(4 stk.)

sampler Emitter (gul) Emitter (rød)

Emitter (rød):

Sampler:

(36)

Tabel 1: Middelresultater for sporgasanalyser.

Det første, der bemærkes er, at der for både PMCH (rød) og PMCP (gul) er ganske god ad- skillelse imellem sporgasniveauerne på de relative etager, og at resultaterne – med få und- tagelser – etagevist er ret ensartede. De opnåede middelresultater for de to sporgasser er sammenstillet i tabel 1.

Hvis der tages udgangspunkt i middelresulta- terne for PMCH (rød), udsendt i krybekælderen, kan der estimeres en 14-dages midlet redukti- onsfaktor fra krybekælderen til boligen i stue- planet på ca. 3,3 (= 718/220), mens der fra kry- bekælderen til 1. sal estimeres en reduktions- faktor på ca. 22 (= 718/32).

Med udgangspunkt i de opnåede middelresultater for PMCP (gul), udsendt i boligen i stue- planet, kan der estimeres en 14-dages midlet reduktionsfaktor fra boligen i stueplanet til boli- gen på 1. sal på ca. 3,9 (= 551/143), mens der fra boligen i stueplanet til krybekælderen (alt- så for nedadrettet transport) estimeres en reduktionsfaktor på ca. 2,4 (= 551/234), hvilket vidner om en ganske betydelig nedadrettet lufttransport igennem denne etageadskillelse.

Ses der på de underliggende nuancer, kan der for den østlige tilbygning, med træadskillelse imellem krybekælder og stueplan, for PMCH (rød), estimeres en reduktionsfaktor på ca. 2,2 (= 795/365; sampler 4300-krybekælder og 4116-stueplan). Baseret på middelværdierne for de resterende samplere placeret under og over betonadskillelsen imellem stueplan og krybe- kælderen, kan der tilsvarende estimeres en reduktionsfaktor på ca. 3,5 (= 692/196).

Da resultaterne for tilbygningen med etageadskillelse af træ, ligeledes er påvirket af resulta- terne for den del med betonadskillelse (og omvendt) - pga. intern luftudveksling i såvel kry- bekælder som stueplan jf. figur 1 - kan resultaterne naturligvis ikke tolkes som, at reduktions- faktoren for betonadskillelsen er 3,5 mens den for træadskillelsen er 2,2. Resultaterne kan dog nuancere den opnåede middel-reduktionsfaktor for krybekælderetageadskillelsen som helhed på 3,3, således, at det tydeligt ses, at den del af bygningen der har træetageadskillel- se er med til at trække den samlede reduktionsfaktor ned.

De opnåede estimater på reduktionsfaktorer for bygningen er sammenstillet i figur 6.

PMCH (rød) PMCP (gul)

[pl] [pl]

1. sal 32,0 143

Stueplan 220 551

Krybekælder 718 234

Altan 1. Sal

Stueplan Tilbygning

Krybekælder

x 22

x 3,9x 3,3 x 2,2 (x 3,5) (x 2,2)

(37)

Resultaterne for de udførte kulbrinteanalyser på fire ORSA-rør ophængt i krybekælderen i perioden 7. - 16. juni, 2011, viste ikke indhold af benzen eller C9/C10-aromater over analy- semetodens detektionsgrænse. I analyserne påvistes kun totalindhold af kulbrinter (TVOC) over analysemetodens detektionsgrænse i én prøve (under stue/køkken i stueplan). I denne prøve påvistes et indhold på 74 µg/m3.

Da de påviste kulbrintekoncentrationer i krybekælderen således er under Miljøstyrelsens af- dampningskriterium på 100 µg/m3, vurderedes der ikke at være risiko for en uacceptabel in- deklimapåvirkning i boligerne fra kulbrinter i krybekælderen. Baseret på den ganske betyde- lige lufttransport fra stueplan til krybekælderen, jf. figur 6, kan det overvejes om de påviste kulbrinter i krybekælderen måske stammer fra indeklimaet i stueplanet.

Undersøgelse 2: Hypotese om transport via hulmure

For at undersøge om der var betydende transport af kulbrinter via hulmurene til boligernes indeklima blev der først udtaget traditionelle poreluftprøver på kulrør 6 steder i hulmurene grænsende til den konstaterede poreluftforurening. Udtagningsstederne og resultaterne er skitseret i nedenstående figur og tabel.

Tabel 2: Poreluftresultater fra hulmur (µg/m3).

Punkt TVOC Benzen C9-C10 PV1 i.p. 0,23 2,0 PV2 i.p. <0,1 1,5

PV3 220 0,12 52

PV4 420 0,53 105

PV5 710 0,48 124

PV6 570 0,24 80

Kriterium 100 0,13 30

Som det fremgår, er der konstateret indhold af kulbrinter over Miljøstyrelsens afdampnings- kriterier i 4 af de 6 prøver. De højeste koncentrationer er konstateret i PV4 og PV5, på den østlige hulmur på hovedbygningen. Der er i disse prøver konstateret kulbrinteindhold der overskrider Miljøstyrelsens afdampningskriterier med op til en faktor 7,1 (TVOC i PV5). I prøven fra hulmursstrækningen på den østlige tilbygning er der konstateret kulbrinteindhold på op til en faktor 5,7 over afdampningskriterierne (TVOC i PV6).

Der er efterfølgende udført en sporgasundersøgelse med installation af emittere og samplere som vist på nedenstående figur. Undersøgelsen er gennemført i perioden 20. okt. – 3. nov., 2011.

Den ene sporgas (PMCH, rød) er udsendt i det konstaterede hot-spot i jorden. Disse emittere blev installeret i aluminiums poreluftspyd med ”filtersætning” omkring 1 m u.t. og med ca. en meters afstand til soklen. De enkelte emittere blev installeret i bunden af spyddet, der ved overfladen/terræn blev lukket af med en stålplade, der blev tætnet ved at blive fuget/limet til asfaltbelægningen.

Langs hver hulmur er der placeret 2 samplere i jorden på samme måde som emitterne.

Samplerne blev installeret i forskellige radier imellem kildernes placering og muren - i to forskellige niveauer; hhv. ca. 0,5 m u.t. (svarende til ca. underkant af sokkel) og 1,0 m u.t.

Installation og aflukning blev udført som for emitterne.

(38)

1,0 m u.t.

1,0 m u.t. 0,5 m u.t.

0,5 m u.t.

1,0 m u.t 1,0 m u.t.

Emitter (PMCH) Emitter (PMCP) Sampler

4328 4183

4008

4260

4026 4238

4263 4009

Figur 7: Placering af emittere og samplere.

Den anden sporgas (PMCP, gul) er ud- sendt fra én emitter i bunden af hver hul- mursstrækning (ét skifte over sokkel), ca.

midt på hver murstrækning. Hullet til emitterne er boret i en fuge og er lukket med en elastisk fugemasse.

Der blev installeret 4 samplere i hulmure- ne i forskellige højder ud for stueplan og 1. sal. Installation og aflukning blev ud- ført som for emitterne. Der er desuden opsat samplere i samme rum i boliger- nes indeklima som ved den tidligere undersøgelse; hhv. 7 stk. i stueplan og 5 stk. på 1. sal.

De opnåede sporgasresultater er vist i figur 8 og 9, hvor det for prøvetag- ningsstederne i jorden er angivet om prøverne er fra 1,0 eller 0,5 m u.t. og for hulmursresultaterne om prøverne er fra den venstre eller højre hulmur, jf. figur 7.

Som det fremgår af figur 8 er der klart bedre sporgastransport (PMCH, rød) fra poreluftforureningen til underkanten af soklen (0,5 m u.t.) end til tilsvarende punkter i 1 meters dybde.

Desuden ses der en klar transport af sporgas ind i den højre hulmur (på tilbygningen), mens der kun sker en minimal transport ind i den venstre hulmur (på hovedbygningen).

0 50 100 150 200 250 300 350 400 450

4009 4238 4263 4026 4008 4183 4260 4328 4115 4205 4163 4048 4107 4099 4140 4028 4348 4135 4291 4211

Sporgas i sampler [pl]

Hulmur Stueplan 1. sal

Jord

1,0 0,5 V H

(39)

Tabel 3: Middelresultater for sporgasanalyser.

For sporgassen udsendt i bunden af hver hulmursstrækning (PMCP, gul) ses der samme kvalitative mekanismer med aktiv transport i højre hulmursstrækning, og næsten ingen transport i den venstre hulmur. Samtidig ses der større gennemslag til poreluften ved under- kant af soklen (0,5 m u.t.) end til 1 meters dybde.

På baggrund af sporgasresultaterne er det vurderet, at den venstre hulmursstrækning (på hovedbygningens østgavl) ikke bidrager væsentligt til den konvektive transport af poreluft til indeklimaet, på trods af at koncentrationen heri var højest (PV4 og PV5).

I modsætning hertil sker der en tydelig transport fra den højre hulmursstrækning (på den østlige tilbygning) til indeklimaet i såvel stueplan som på 1. sal. De opnåede (relevante) mid- delresultater for de to sporgasser er sammenstillet i tabel 3.

Hvis der tages udgangspunkt i middelresulta- terne for PMCP (gul), udsendt i bunden af hul- murene, kan der estimeres en 14-dages midlet reduktionsfaktor fra højre hulmur til boligen i stueplanet på ca. 4,5 (= 746/167), mens der fra højre hulmur til 1. sal estimeres en reduktions- faktor på ca. 15 (= 746/48,3).

Tilsvarende kan der for PMCH (rød), udsendt 1,0 m u.t. i poreluftforureningen, estimeres en 14-dages midlet reduktionsfaktor fra højre hulmur til boligen i stueplanet på ca. 15 (=

135/9,3), mens der fra højre hulmur til 1. sal estimeres en reduktionsfaktor på ca. >24 (=

135/5,6) – niveauet for PMCH (rød) på 1. sal er ca. lig det for blind i første delstudium, hvor- for den reelle reduktionsfaktor evt. er større.

Der er således forskel på resultaterne for de to sporgasser, om end estimaterne ligger i samme størrelsesorden. Sammenfattende estimeres reduktionsfaktoren fra hulmur til stue- plan er på mellem 4,5 og 15 (10 er middel og 4,5 er konservativt), mens reduktionsfaktoren fra hulmur til 1. sal er på mellem 15 og 24 (20 er middel og 15 er konservativt).

PMCH (rød) PMCP (gul)

[pl] [pl]

1. sal 5,6 48,3

Stueplan 9,3 167

Hulmur, højre 135 746

0 100 200 300 400 500 600 700 800 900

4009 4238 4263 4026 4008 4183 4260 4328 4115 4205 4163 4048 4107 4099 4140 4028 4348 4135 4291 4211

Sporgas i sampler [pl]

Hulmur Stueplan 1. sal

Jord

1,0 0,5 V H

Figur 9: Resultater for PMCP (gul), udsendt i hulmur (1. skifte over sokkel).

(40)

Med en overskridelse af afdampningskriteriet for TVOC i den højre hulmursstrækning (PV6) på en faktor 5,7, hvoraf noget måske kommer fra indeklimaet, vurderes de konstaterede kulbrinteniveauer i hulmurene samlet set ikke at udgøre en risiko for indeklimaet i boligerne.

VURDERINGER

Anvendelsen af en passiv sporgasteknik (PFT-metoden) er præsenteret med henblik på (kvantitativt), at estimere 14-dages middel reduktionsfaktorer fra krybekælder til indeklima, over etageadskillelser samt fra hulmure til indeklima. Teknikken er anvendt på en sag med påvist kraftig påvirkning af poreluften, på ikke-”standardkonstruktioner” og ift. oliekulbrinter.

Metoden er baseret på kendt, og kommercielt tilgængelig, teknologi, der kan anvendes i fel- ten, og udføres parallelt med alm. poreluft- og indeklimaundersøgelser. Baggrunden, udsty- ret og metodikken er præsenteret sammen med resultaterne fra den konkrete sag.

På den konkrete sag er der estimeret reduktionsfaktorer fra krybekælder til indeklima på hhv.

3,3 (stueplan) og 22 (1. sal), samt en reduktionsfaktor over etageadskillelsen imellem stue- plan og 1. sal på 3,9. Dertil er der estimeret raduktionsfaktorer fra en konvektivt aktiv hulmur til indeklima på hhv. 10 (4,5-15; stueplan) og 20 (15-24; 1. sal). I runde tal er det således bemærkelsesværdigt, at ca. 1/3 af luften i stueplanets indeklima kommer fra krybekælderen, mens ca. 1/10 kommer fra den konvektivt aktive hulmur. På 1. sal kommer ca. 1/4 af luften fra stueplanet og ca. 1/20 fra den konvektivt aktive hulmur.

På baggrund af rådata i /7/, hvor der også er anvendt PFT-teknik, kan der estimeres reduk- tionsfaktorer over etageadskillelser imellem 3 renserier og ovenliggende lejligheder på: 2,8 -

>19 for en etageadskillelse af træ med lerindskud; 8,3 for en etageadskillelse af 15 cm fuldstøbt jernbeton; og 2,4 – 8,2 for en etageadskillelse af beton (ukendt tykkelse og type).

Sammenfattende vurderes resultaterne at ligge i samme størrelsesorden.

REFERENCER

/1/ Prioriteringsniveauer for indeklimasager på kortlagte ejendomme. Teknik og Administra- tion nr. 2, 2010. Videncenter for Jordforurening.

/2/ Introduktion til JAGG 2.0. J.A. Falkenberg og T.V. Bote. 2010. ATV-møde ”JAGG med

”face lift” og større motor.

/3/ Reduktionsfaktoren over betongulve, der ikke opfylder forudsætningerne i Miljøstyrelsens vejledninger nr. 6 og 7, 1998. P. Loll og C. Larsen. Jordforurening.info nr. 2, s. 24-33, 2012. Videncenter for Jordforurening.

/4/ Modellering og måling af radons indtrængning i bygninger – Analoger til indtrængning af andre gasser. C.E. Andersen, J. Søgaard-Hansen, A. Damkjær og B. Majborn. STV- møde om ”Vurdering af inde- og udeklima på grunde forurenet med flygtige organiske kemikalier, s. 133-149, 1993.

/5/ Radon som tracer. J.B. Petersen og B. Hvidberg. 2009. Indlæg på ATV Temadag ”Pore- luft og indeklima – hvordan er de to koblet?”.

/6/ Fra poreluft til indeklima med radon som sporgas. K. Oest, I. Sørensen og J.B. Petersen.

ATV-Vintermøde, s. 203-212, 2011.

/7/ Feltafprøvning af sporgasmetode til brug for måling af transport af forureninger mellem renserier og tilstødende lejligheder. P. Mortensen og D. Glensvig. Miljøprojekt nr. 816, 2003.

(41)

Nye undersøgelsesmetoder til jord- og grundvandsforurening

Møde 29. maj 2012

EKSEMPLER PÅ PRAKTISK ANVENDELSE AF GEOFYSISKE UNDERSØGELSESMETODER PÅ

FORURENINGSSAGER

Civilingeniør Jesper Damgaard Studerende Jarle Henssel Seniorspecialist Ole Frits Nielsen

COWI A/S

(42)
(43)

RESUME

Geofysiske metoder har gennem de seneste år fundet stigende anvendelse i forbindelse med forureningsundersøgelser. De mest anvendelige metoder er seismiske metoder i form af refraktionsseismik eller MASW seismik, der er målrettet kortlægning af de terrænnære jord- lag, samt forskellige elektromagnetiske metoder. Borehulslogning kan ligeledes bidrage med værdifuld information. De geofysiske metoder er alle "indirekte undersøgelsesmetoder", dvs.

de måler jordens geofysiske egenskaber, som efterfølgende skal "oversættes" til en specifik jordtype. Den bedste anvendelse af geofysik opnås dermed ved dels at kombinere forskellige geofysiske metoder og dels kombinere geofysik med traditionelle boringer.

INDLEDNING

Geofysiske undersøgelsesmetoder kan under et betegnes som "indirekte undersøgelsesme- toder", dvs. de måler jordens geofysiske egenskaber i form af elektromagnetiske bølger, trykbølger eller elektrisk modstand. Firkantet sagt kan disse målinger efterfølgende "oversæt- tes" til en specifik jordtype (sand, moræneler, fed ler, kalk osv.) vha. erfaringsværdier, eller ved hjælp af direkte oplysninger typisk i form af boringer.

Traditionelt har metoderne typisk været anvendt i forbindelse med olie- og gas-

efterforskning, vandressourcekortlægning samt råstofkortlægning. Metoderne udvikles og forbedres løbende. Vandressourcekortlægningen blev for få år siden typisk udført med elek- tromagnetiske metoder såsom MEP og TEM samt håndudlagt reflektionsseismik. Disse me- toder er i dag suppleret med metoder som SkyTEM (elektromagnetisk metode til indsamling af data vha. helikopter) eller ved motoriseret slæbeseismisk. I de nye metoder er det muligt at indsamle data dels med en langt større datatæthed og dels dække langt større arealer på kort tid.

Parallelt med udviklingen af metoder til vandressource- og råstofkortlægning er mange af teknikkerne også overført til og anvendt på mindre skala, f.eks. i forbindelse med forure- ningssager eller infrastrukturprojekter. Dette notat beskriver nogle af de geofysiske metoder, der i dag kan bruges på forureningssager og illustrerer deres anvendelse ved praktiske ek- sempler fra bl.a. Naverland 26B. Formålet med dette notat er således at præsentere de for- skellige geofysiske metoder og illustrere, hvorledes metoderne kan anvendes som supple- ment til mere klassiske metoder (boringer og prøvegravninger mv.) til at kortlægge geologi- ske og hydrogeologiske forhold på forureningslokaliteter.

GEOFYSISKE UNDERSØGELSESMETODER

De geofysiske metoder, der er relevante mht. forureningssager, kan underopdeles i følgen- de:

• Seismiske metoder

• Geoelektriske metoder

• Elektromagnetiske metoder

• Borehulslogning

(44)

Seismiske metoder

Den seismiske metode anvender teorien bag lydbølgers udbredelse og materialers elastiske egenskaber. Metoden består af en kilde og en antal mikrofoner (geofoner) som fordeles langs en ret linje. Metoden kan inddeles i 3 kategorier.

• Reflektionsseismik som giver information om undergrundes stratigrafi og dannelse.

Traditionelt anvendes metoden typisk ved dybere undersøgelser af f.eks. den regio- nale geologi men den kan tilpasses til semi overfladenær kortlægning.

• Refraktionsseismiske undersøgelser giver information om undergrundens seismiske hastighedsfordeling. Metoden er specielt god til kortlægning af kalkoverfladen samt til identifikation af opskrækkede/svage områder.

• MASW seismik udnytter overfladebølger og er specielt god til overfladenær kortlæg- ning af den seismiske hastighedsfordeling. Giver indirekte information om undergrun- dens geologi samt strukturelle svagheder.

Fælles for alle metoderne er anvendelsen af en lydkilde. Normalt anvendes enten store seismiske vibrationsmaskiner eller dynamit. Til små undersøgelser anvendes der dog mindre faldlodsmaskiner eller lavpraktiske hammerslag. Metoden stiller krav til områdets helt over- fladenære beskaffenhed, som skal sikre en god kobling mellem jorden og de anvendte geo- foner. Desuden stiller refraktionsseismik og reflektionsseismik krav til eksterne lydkilder, hvorfor sådanne undersøgelser i urbane områder typisk udføres om natten, hvor der er min- dre baggrundsstøj.

På Naverland 26B anvendtes der reflektionsseismik samt MASW til kortlægning af øvre og nedre morænes udbredelse samt kalkoverfladen. Lydkilden var her hammerslag.

Geoelektriske metoder

De geoelektriske metoder er baseret på måling af den elektriske modstand i jordlagene. Den typiske metode er MEP metoden (multi elektrode profilering). MEP metoden udmærker sig i hurtig kortlægning af den elektriske modstand. Undersøgelsen kan skræddersyes enten til overfladenær kortlægning eller til en dybere kortlægning. Metoden er sårbar overfor eksiste- rende elektriske installationer såsom metalliske kabler (elektriske ledninger, vandrør osv.).

Desuden kræver metoden direkte kontakt til jorden og kan derfor ikke foretages på asfalt eller flisebelægninger.

Metoden giver information om den fordelingen af den elektriske modstand i undergrunden og kan bruges til en empirisk geologisk kortlægning. Metoden er mest velegnet til kortlægning af større områder, og dette sammenholdt med, at den ikke kan anvendes på områder med as- falt eller fliser medfører, at den sjældent er velegnet på forureningssager.

Elektromagnetiske metoder

Geofysiske elektromagnetiske metoder omfatter en bred vifte af metoder. Til overfladenær kortlægning kan nævnes georadar og GEM2. Georadar systemer udnytter det elektromagne- tiske bånd fra omkring 100 Mhz til omkring 1 Ghz. Metoden transmitterer elektromagnetiske bølger ned i undergrunden, hvor de "reflekteres" og optages. Metoden er analog til den seismiske metode men udnytter i stedet de dielektriske egenskaber ved jorden. Metoden kan

(45)

Forskellige typer af georadar er med succes anvendt på Naverland 26B til kortlægning af dels grænsen mellem fyld og moræneler og dels til kortlægning af rørføringer, tanke og gra- verender mm. GEM 2 kortlægning er baseret på frekvensbåndet 0,3 kHz til ~100 kHz og til- hører induktionsdelen af de elektromagnetiske metoder. Metoden udmærker sig ved hurtig overfladekortlægning af ledningsevnen. Metoden er kun relativ og kan ikke give nogen infor- mation omkring den specifikke ledningsevne. Den kan dog bruges til en hurtig screenning af de øverste ca. 5 meter. Metoden kan ligeledes anvendes til kortlægning af ledninger og an- dre skjulte installationer primært af metallisk oprindelse.

Borehulslogging

Borehulslogging anvendes i eksisterende boringer og kan give en bredinformation omkring hydrogeologiske, geologiske og geofysiske aspekter tæt ved boringen. Borehulslogning ud- føres ved at forskellige sonder sænkes langsomt ned gennem boringen. Afhængigt af sonde- typen kan der foretages borehulslogning i både åbne boringer og boring sat med en enten PVC eller stål casing. Et typisk logprogram omfatter

• Kaliper log

• Naturlig gamma log

• Resistivitet log / Induktions log

• Temperatur

• Ledningsevne

• Flowlog

Desuden kan der udføres porøsitet og densitets log. Ved ovenstående log program opnås der detaljeret information omkring geologien (gamma og resistivitet), indirekte information om sprækker og svaghedszoner (kaliper og gamma), grundvandets temperatur og ledningsevne samt fordelingen af grundvandsindstrømning. Ved tilføjelse af porøsitets- og densitetsson- derne opnås yderligere information omkring geologien samt dets relative porøsitet.

Af andre typer sonder, som falder ind under borehulslogning, kan nævnes NMR, sonder som ved hjælp af højfrekvent elektromagnetisk stråling måler det direkte vandindhold i både fri og bundet form samt en såkaldt VSP (vertical seismik profiling), som giver information om den vertikale seismiske hastighedsfordeling og afledte geotekniske parametre.

KONKLUSION OG PERSPEKTIVERING

Fordelen ved de geofysiske metoder er, at de giver en beskrivelse af jordens geofysiske egenskaber i 2 eller 3 dimensioner, mens boringer omvendt kan betegnes som punktobser- vationer af jordens reelle geologiske og hydrogeologiske egenskaber. Det er på baggrund heraf COWIs erfaring, at den bedste anvendelse af geofysiske metoder på forureningslokali- teter opnås, når de kombineres dels med andre geofysiske metoder og dels med mere tradi- tionelle metoder typisk i form af boringer. En mulig fremgangsmåde, som COWI ofte har an- vendt, er at udføre undersøgelserne i tre faser. I fase 1 udføres der enkelte traditionelle bo- ringer. I fase 2 udføres forskellige typer af geofysiske undersøgelser, hvor oplysninger fra fase 1 anvendes dels til at vælge de mest velegnede geofysiske metoder og dels anvendes under tolkningen til at oversætte de geofysiske målinger til geologiske og hydrogeologiske egenskaber. I fase 3 anvendes fladedækningen med geofysik til at målrette placeringen af yderligere boringer, som efterfølgende kan anvendes til f.eks. jord- og vandprøvetagning.

(46)
(47)

Nye undersøgelsesmetoder til jord- og grundvandsforurening

Møde 29. maj 2012

NYT FRA USA OMKRING UNDERSØGELSESMETODER

Gorm Heron, Senior Vice President, ph.d.

Terra Therm, Inc.

(48)
(49)

Site Characterization in the US: 

Methods for Delineating Thermal Methods for Delineating Thermal 

Treatment Zones  High Mass Source Areas High Mass Source Areas

Gorm Heron TerraTherm, Inc.

Keene, California, USA gheron@terratherm.com

WHY THERMAL?

Brownfield Site in New York Brownfield Site in New York

Source Areas – High Mass Source Areas  High Mass

• NAPL NAPL

• High adsorbed concentrations

d k i diff d COC ( i hi lk)

• Bedrock matrix – diffused COCs (not in this talk)

Cleanup Standard ( /k ) (mg/kg) PCE < 5.60 TCE < 2.80 VC < 0.80 t-1,2-DCE < 1.20

TVOC <10.40 ALL ACHIEVED

Both photos are  from the actual from the actual  site

11/28/2007

Referencer

RELATEREDE DOKUMENTER

De meget store udbrud af mittebårne syg- domme navnlig i Danmark understreger behovet for, at vores overvågningssyste- mer bliver i stand til både at forudsige og opdage

Overblik over gasemissioner fra danske deponier, målt med sporstofmetode 5 Lektor Charlotte Scheutz og docent Peter Kjeldsen, DTU Miljø.. Danmarks

Copyright and moral rights for the publications made accessible in the public portal are retained by the authors and/or other copyright owners and it is a condition of

september havde Ferskvandsfiskeriforeningen for Danmark også sendt rådgivere ud til Egtved Put&amp;Take og til Himmerlands Fiskepark, og som i Kærshovedgård benyttede mange sig

Herudover fremhæver  skolelederne økonomiske midler  som  den  største  udfordring  ved  at implementere  sundhedsfremmende initiativer. 

Copyright and moral rights for the publications made accessible in the public portal are retained by the authors and/or other copyright owners and it is a condition of

Modellerne er kalibreret manuelt. Modflow-Surfact var der ikke tilstrækkelige data til en unik kalibrering af parametrene for umættet zone, hvorfor modellen til dels er

spørges i alle lande, nogle lande har i forvejen egne statslige certificeringer knyttet til det officielle uddan- nelsessystem, i Storbritannien har British Institute for Facilities